(57)【要約】【課題】柔軟で不定形な物品であっても把持可能な物品把持装置を提供する。【解決手段】物品把持装置１０は、アームの先端側の固定部１１に取り付けられ、弾性部材よりなる基部１２の側面１２Ｃ、１２Ｄを支持する２つの支持部材１３、１４と、支持部材１３、１４間に挟んだ状態で配置される基部１２の端面である把持側表面１２Ａに立設された複数の線材１５と、基部１２を他端から一端に向かう方向に引っ張ることで、把持側表面１２Ａを他端から一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させる引張機構とを備え、線材１５を物品Ｗに接触させた状態で、引張機構により基部１２の把持側表面１２Ａを凹ませることで、物品Ｗを凹み内に収容した状態で把持する。なお、駆動機構はロボットアームに固定されたモータ１７と、一端が基部１２の把持側表面１２Ａに連結され、他端がモータ１７に固定された連結部材１６とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を把持する物品把持装置であって、
アームに直接的又は間接的に取り付けられ、一端から他端に向かって延びた形状をし、弾性部材よりなる基部の側面を支持する１つ以上の支持部材と、
前記一端から前記他端に向かう方向側の前記基部の端面である把持側表面に立設され、滑り止め構造を有する複数の線材と、
前記基部を前記他端から前記一端に向かう方向に引っ張ることで、前記基部の前記把持側表面を前記他端から前記一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させる引張機構とを備え、
前記線材を前記物品に接触させた状態で、前記引張機構により前記基部の前記把持側表面を凹ませることで、前記物品を凹み内に収容した状態で把持することを特徴とする物品把持装置。
【請求項２】
前記引張機構は、前記基部よりも前記他端から前記一端に向かう方向側に配置されるアクチュエータと、一端が前記基部の前記把持側表面に連結され、他端が前記アクチュエータに固定された連結部材とを備え、前記アクチュエータは前記連結部材を前記アーム側に移動させることを特徴とする請求項１に記載の物品把持装置。
【請求項３】
前記支持部材を２つ有し、前記支持部材によって前記基部を挟んだ状態で前記基部の前記側面を支持することを特徴とする請求項１又は２に記載の物品把持装置。
【請求項４】
前記支持部材は貫通孔を有する筒形をしており、前記基部が前記貫通孔内に設けられ、前記支持部材の内面によって前記基部の前記側面を支持することを特徴とする請求項１又は２に記載の物品把持装置。
【請求項５】
物品を把持する物品把持装置であって、
アームに直接的又は間接的に取り付けられる支持部材と、
前記支持部材に支持される複数のプーリと、
前記複数のプーリに巻き掛けられる複数の無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の外周面に立設され、滑り止め構造を有する複数の線材と、を備え、
それぞれの前記ベルト部材は、前記プーリの回転軸に垂直な断面において、一端から他端に延びる形状をしているとともに、複数の前記ベルト部材の前記他端側の折り返し部によって挟まれるか又は囲まれて把持用空間が形成され、
前記把持用空間に位置する前記物品に前記線材を接触させた状態で、前記ベルト部材を回転させることで前記線材により前記物品を把持することを特徴とする物品把持装置。
【請求項６】
前記ベルト部材を２つ有し、前記ベルト部材の外周面の一部が対向して配置され、前記ベルト部材の前記折り返し部により挟まれて前記把持用空間が形成されることを特徴とする請求項５に記載の物品把持装置。
【請求項７】
前記ベルト部材を３つ以上有し、前記ベルト部材の前記折り返し部により囲まれて前記把持用空間が形成されることを特徴とする請求項５に記載の物品把持装置。
【請求項８】
前記プーリを回転させる駆動機構を備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の物品把持装置。
【請求項９】
前記ベルト部材の前記把持用空間を形成する前記外周面間の距離が前記一端から前記他端に向って広がることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の物品把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物品を把持する物品把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
把持装置の従来技術としては、例えば、特許文献１で開示された物品を機械的に把持して移動させるための操作装置が開示されている。特許文献１で開示された操作装置は、把持すべき物品へ向かって降下可能な多数本の保持ピンと、保持ピンをガイドする多数の孔を有する保持ピンガイドプレートと、保持ピンガイドプレートの上方に設けられ放出器により保持ピンを押圧可能に設けられた放出プレートとを備えている。
保持ピンガイドプレートが把持すべき物品上へ移動すると、保持ピンは物品の形状に応じて保持ピンガイドプレートに対して上方にシフトする。このとき、物品の輪郭領域では、保持ピンは弾性変形し、弾性変形した保持ピンと物品との摩擦接続によって、物品を把持することが可能となる。物品を把持したまま操作装置を移動させることにより、所定の場所に物品を移動することができる。また、把持した状態を解放するときには、放出器を作動させ放出プレートを下降させることにより、保持ピンを保持ピンガイドプレートまで降下させれば良い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平８−５０３４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１で開示された従来技術においては、上方から降下させた保持ピンの弾性変形による摩擦接続により物品を把持しているため、物品を把持する力が弱く、特に重いものを把持できない問題がある。また、柔軟な物品である場合には、保持ピンの弾性変形が少なく物品を把持しずらい問題がある。さらに、保持ピンと保持ピンの間隔や保持ピンガイドプレートと放出プレートの間隔の設定によっては、把持できるものと把持できないものとがあり汎用性の点で問題がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、柔軟で不定形な物品であっても把持可能な物品把持装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、物品を把持する物品把持装置であって、アームに直接的又は間接的に取り付けられ、一端から他端に向かって延びた形状をし、弾性部材よりなる基部の側面を支持する１つ以上の支持部材と、前記一端から前記他端に向かう方向側の前記基部の端面である把持側表面に立設され、滑り止め構造を有する複数の線材と、前記基部を前記他端から前記一端に向かう方向に引っ張ることで、前記基部の前記把持側表面を前記他端から前記一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させる引張機構とを備え、前記線材を前記物品に接触させた状態で、前記引張機構により前記基部の前記把持側表面を凹ませることで、前記物品を凹み内に収容した状態で把持することを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、基部の把持側表面に立設され、滑り止め構造を有する複数の線材を把持対象物である物品と接触させた状態で、引張機構により基部を他端から一端に向かう方向に引っ張ることで、基部の把持側表面を他端から一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させて、物品を凹み内に収容した状態で把持することができる。よって、柔軟で不定形な物品であっても把持可能である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の物品把持装置において、前記引張機構は、前記基部よりも前記他端から前記一端に向かう方向側に配置されるアクチュエータと、一端が前記基部の前記把持側表面に連結され、他端が前記アクチュエータに固定された連結部材とを備え、前記アクチュエータは前記連結部材を前記アーム側に移動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、基部よりも他端から一端に向かう方向側に配置されるアクチュエータを駆動して連結部材をアーム側に移動させることにより、基部の把持側表面を弾性変形させることが可能であり、装置の構成がコンパクトである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の物品把持装置において、前記支持部材を２つ有し、前記支持部材によって前記基部を挟んだ状態で前記基部の前記側面を支持することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、２つの支持部材により基部を挟んだ状態で基部の側面を支持すれば良いので、構造が簡単である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２に記載の物品把持装置において、前記支持部材は貫通孔を有する筒形をしており、前記基部が前記貫通孔内に設けられ、前記支持部材の内面によって前記基部の前記側面を支持することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、支持部材が貫通孔を有する筒形をしており、貫通孔内に基部を設けて支持部材の内面によって基部の側面を支持するように配置すれば良く、支持部材が１つで済むので構造が一層簡単となる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、物品を把持する物品把持装置であって、アームに直接的又は間接的に取り付けられる支持部材と、前記支持部材に支持される複数のプーリと、前記複数のプーリに巻き掛けられる複数の無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の外周面に立設され、滑り止め構造を有する複数の線材と、を備え、それぞれの前記ベルト部材は、前記プーリの回転軸に垂直な断面において、一端から他端に延びる形状をしているとともに、複数の前記ベルト部材の前記他端側の折り返し部によって挟まれるか又は囲まれて把持用空間が形成され、前記把持用空間に位置する前記物品に前記線材を接触させた状態で、前記ベルト部材を回転させることで前記線材により前記物品を把持することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、複数のベルト部材の他端側の折り返し部によって挟まれるか又は囲まれた把持用空間に位置する物品に線材を接触させた状態で、ベルト部材を回転させることで線材により物品を把持することができる。よって、柔軟で不定形な物品であっても確実に把持可能である。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の物品把持装置において、前記ベルト部材を２つ有し、前記ベルト部材の外周面の一部が対向して配置され、前記ベルト部材の前記折り返し部により挟まれて前記把持用空間が形成されることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、２つのベルト部材の折り返し部により挟まれて把持用空間が形成されるので、物品を確実に把持することが可能である。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項５に記載の物品把持装置において、前記ベルト部材を３つ以上有し、前記ベルト部材の前記折り返し部により囲まれて前記把持用空間が形成されることを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明によれば、３つのベルト部材の折り返し部により挟まれて把持用空間が形成されるので、物品を一層確実に把持することが可能である。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項５〜７のいずれか一項に記載の物品把持装置において、前記プーリを回転させる駆動機構を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の発明によれば、プーリを回転させる駆動機構を備えているので、ベルト部材を所定の方向へ回転させて、物品を確実に把持することが可能である。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項５〜８のいずれか一項に記載の物品把持装置において、前記ベルト部材の前記把持用空間を形成する前記外周面間の距離が前記一端から前記他端に向って広がることを特徴とする。
【００２３】
請求項９記載の発明によれば、ベルト部材の把持用空間を形成する外周面間の距離が一端から他端に向って広がるよう形成されているので、把持用空間に配置された物品を一層確実に把持することが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、柔軟で不定形な物品であっても把持可能な物品把持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態に係る物品把持装置の一部を破断面で表した概略正面図である。
【図２】図１の実施形態に係る物品把持装置の線材側から見た模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る物品把持装置の作用説明用の模式図である。（ａ）物品上に移動した状態を示し、（ｂ）弾性変形により物品が把持される状態を示す。
【図４】第１の実施形態に係る物品把持装置の作用説明用の模式図である。（ｃ）物品が把持された状態で所定の場所へ移動する状態を示し、（ｄ）物品が把持状態から解除された状態を示す。
【図５】第２の実施形態に係る物品把持装置の一部を破断面で表した概略正面図である。
【図６】図５の実施形態に係る物品把持装置の線材側から見た模式図である。
【図７】第３の実施形態に係る物品把持装置の概略正面図である。
【図８】第３の実施形態に係る物品把持装置の概略側面図である。
【図９】第３の実施形態に係る物品把持装置の作用説明用の模式図である。（ａ）物品上に移動した状態を示し、（ｂ）ベルト部材の回転により物品が把持される状態を示す。
【図１０】図９（ｂ）における物品把持装置の要部拡大図である。
【図１１】第４の実施形態に係る物品把持装置の概略正面図である。
【図１２】第４の実施形態に係る物品把持装置の概略側面図である。
【図１３】第４の実施形態に係る物品把持装置の作用説明用の模式図である。（ａ）物品上に移動した状態を示し、（ｂ）装置を降下させることにより物品が把持される状態を示す。
【図１４】別例１に係る物品把持装置の概略構成を示す正面図である。
【図１５】別例２に係る物品把持装置の概略構成を示す正面図である。
【図１６】別例３に係る物品把持装置の概略構成を示す正面図である。
【図１７】（ａ）は別例４に係る線材の別構成を示す模式図であり、（ｂ）は別例５に係る線材の別構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る物品把持装置を図１〜図４に基づいて説明する。
物品把持装置１０は、ロボットアームに直接的又は間接的に取り付けられ使用するものであるが、図１ではロボットアームの先端側の固定部１１に装着して使用する場合を示している。物品把持装置１０は、固定部１１に取り付けられ、弾性部材よりなる基部１２の側面１２Ｃ、１２Ｄを支持する２つの支持部材１３、１４と、支持部材１３、１４間に挟んだ状態で配置される基部１２の端面である把持側表面１２Ａに立設された複数の線材１５とを備えている。
【００２７】
支持部材１３、１４は、矩形の板状部材により形成され、一端から他端に向かって延びた形状を有している。なお、図１において、固定部１１側が支持部材１３、１４の一端側であり、固定部１１より遠ざかる方向側が他端側に相当する。支持部材１３、１４は、一端側で固定部１１に取り付けられている。
基部１２は、直方体の形状を有し、ゴムや樹脂など弾性を有する弾性部材で形成されている。第１の実施形態は、中実タイプの弾性部材を用いている。基部１２の両側面１２Ｃ、１２Ｄは支持部材１３、１４によってそれぞれ固定されている。固定方法としては、例えば、接着剤が使用されている。また、図１及び図２に示すように、基部１２の中心側には、後述する連結部材１６を通すための貫通孔１２Ｂが形成されている。また、一端から他端に向かう方向側の基部１２の端面には把持側表面１２Ａが形成されている。なお、基部１２は、中実タイプの弾性部材に代えて、表面に弾性膜が形成され内部が中空な中空体としても良い。
【００２８】
線材１５は、可撓性及び弾性を有する針金から形成されている。線材１５の先端には球状で樹脂性の頭部１５Ａが取り付けられ、頭部１５Ａの表面にはシリコーンゴムなどの高摩擦係数を有する物質がコーティングされている。この高摩擦係数を有する物質のコーティングを施された頭部１５Ａが滑り止め構造に相当する。線材１５の一方の端部が基部１２の把持側表面１２Ａに固定され、頭部１５Ａが取り付けられた線材１５の他方の端部が把持側表面１２Ａに対し外方に突出するように取り付けられている。線材１５と頭部１５Ａで保持体を形成しており、物品Ｗの把持を行うときに、線材１５が弾性変形し、頭部１５Ａは物品Ｗに接触して摩擦接続される。なお、摩擦接続とは、滑り止め構造を有する頭部１５Ａが物品Ｗと接触した状態を指す。また、物品Ｗの把持状態を解除するときには、線材１５は弾性変形した状態から弾性変形していない初期状態に復元する。
図２に示すように、線材１５は、基部１２の把持側表面１２Ａに所定の間隔で取り付けられているが、中心部に線材１５が取り付けられていない空間Ｓが形成されている。空間Ｓが設けられていることにより、基部１２が弾性変形するときに、空間Ｓの両側に設けられている線材１５同士が互いに干渉することが防止されると共に、物品Ｗを側方より把持し易くなっている。
【００２９】
物品把持装置１０は、基部１２を他端から一端に向かう方向に引っ張ることで、基部１２の把持側表面１２Ａを他端から一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させる引張機構を備えている。引張機構は、基部１２よりも他端から一端に向かう方向側に配置されるアクチュエータとしてのモータ１７と、一端が基部１２の把持側表面１２Ａに連結され、他端がモータ１７に固定された糸状の連結部材１６とを備えている。
ロボットアームの固定部１１には、引張機構の一部を構成するモータ１７が取り付けられている。モータ１７は、本体部１７Ａと、回転軸１７Ｂと、回転軸１７Ｂに固定された滑車１７Ｃとを備えている。モータ１７は図示しない制御回路により正逆回転可能に取り付けられている。
【００３０】
連結部材１６は、金属又は樹脂製のロープより形成されている。連結部材１６は貫通孔１２Ｂに挿通されており、連結部材１６の一端は空間Ｓの把持側表面１２Ａ側の中心に配置された棒材１８に連結されている。連結部材１６の他端は、滑車１７Ｃに固定されている。
図２に示すように、棒材１８の長尺方向の長さは、基部１２の長さと同等に形成されている。なお、棒材１８は連結部材１６が固定部１１側に移動するとき、抜け止めの役割を果たしている。
【００３１】
モータ１７の回転軸１７Ｂが、正回転するとき、連結部材１６により基部１２を他端から一端に向かう方向に引っ張ることで、基部１２の把持側表面１２Ａを他端から一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させる。また、モータ１７の回転軸１７Ｂが、逆回転するとき、連結部材１６は一端から他端に向う方向に移動し、基部１２の把持側表面１２Ａを他端から一端に向かう方向に凹んだ状態から凹んでない初期状態に復元させる。
【００３２】
以上の構成を有する物品把持装置１０について、作用説明を行う。
図３（ａ）に示すように、把持対称物である物品Ｗが載置台１９に置かれているとする。先ず、ロボットアームの操作により、物品把持装置１０を物品Ｗの上方に移動させ、線材１５の頭部１５Ａと物品Ｗとが対向するように物品把持装置１０を配置する。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示すように、物品把持装置１０を載置台１９に向って下降させながら、モータ１７を正回転させる。連結部材１６はモータ１７の正回転に伴い、滑車１７Ｃに巻き上げられ、基部１２の把持側表面１２Ａの中心にある棒材１８が上方に移動し、把持側表面１２Ａを他端から一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させる。このとき、把持側表面１２Ａに立設された線材１５には、物品Ｗと接触しつつ両側より物品Ｗを挟み込むような荷重が作用するので、この荷重により線材１５は弾性変形し、頭部１５Ａが物品Ｗと接触し摩擦接続される。このように線材１５を物品Ｗに接触させた状態で、引張機構により基部１２の把持側表面１２Ａを凹ませることで、物品Ｗを凹み内に収容した状態で把持することが可能となる。よって、物品Ｗが柔軟で不定形な物品であっても、物品把持装置１０は物品Ｗを確実に把持することが可能である。
【００３４】
次に、図４（ｃ）に示すように、物品把持装置１０は物品Ｗを把持した状態のまま所定の場所まで移動する。
次に、図４（ｄ）に示すように、所定の場所に移動したら、物品把持装置１０を載置台２０から離れる方向に上昇させながら、モータ１７を逆回転させる。モータ１７の逆回転に伴い、連結部材１６は基部１２の弾性力により固定部１１側とは反対方向に移動し、基部１２の把持側表面１２Ａは凹んだ状態から凹んでない初期状態に復元する。このとき、線材１５は、弾性変形した状態から弾性変形していない初期状態に復元することにより、物品Ｗは把持状態から解除され、載置台２０上に載置される。
【００３５】
この第１の実施形態に係る物品把持装置１０によれば以下の効果を奏する。
（１）モータ１７の正回転に伴い、連結部材１６は滑車１７Ｃに巻き上げられ、基部１２の把持側表面１２Ａの中心にある棒材１８が上方に移動し、把持側表面１２Ａを他端から一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させる。このとき、把持側表面１２Ａに立設された線材１５には、物品Ｗと接触しつつ両側より物品Ｗを挟み込むような荷重が作用するので、この荷重により線材１５は弾性変形し、頭部１５Ａが物品Ｗと接触し摩擦接続される。このように線材１５を物品Ｗに接触させた状態で、引張機構により基部１２の把持側表面１２Ａを凹ませることで、物品Ｗを凹み内に収容した状態で把持することが可能となる。よって、物品Ｗが柔軟で不定形な物品であっても、物品把持装置１０は物品Ｗを確実に把持することが可能である。
（２）モータ１７の逆回転に伴い、連結部材１６は基部１２の弾性力により固定部１１側とは反対方向に移動し、基部１２の把持側表面１２Ａは凹んだ状態から凹んでない初期状態に復元する。このとき、線材１５は、弾性変形した状態から弾性変形していない初期状態に復元することにより、物品Ｗは把持状態から解除される。
（３）引張機構は、モータ１７と連結部材１６とを備え、モータ１７を回転させ連結部材１６を固定部１１側に移動させることにより、基部１２の把持側表面１２Ａを弾性変形させることが可能であり、装置の構成がコンパクトである。
（４）線材１５の先端には球状の頭部１５Ａが取り付けられ、頭部１５Ａの表面にはシリコーンゴムなどの高摩擦係数を有する物質がコーティングされている。この滑り止め構造を有する頭部１５Ａと物品Ｗとの間で大きな摩擦力が生じるので、物品Ｗを確実に把持することが可能である。
（５）基部１２の把持側表面１２Ａの中心部に線材１５が取り付けられていない空間Ｓが形成されている。空間Ｓが設けられていることにより、基部１２が弾性変形するときに、空間Ｓの両側に設けられている線材１５同士が互いに干渉することが防止されると共に、物品Ｗを側方より把持し易くなっている。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る物品把持装置３０を図５、図６に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態における支持部材１３、１４が円筒形の形状を有する部材により形成されており、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
【００３７】
図５に示すように、物品把持装置３０は、固定部１１に取り付けられ、貫通孔３２Ａを有する円筒形の支持部材３２と、貫通孔３２Ａ内に設けられ、弾性部材よりなる基部３１と、基部３１の把持側表面３１Ａに立設された複数の線材１５とを備えている。
支持部材３２は、一端から他端に向かって延びた形状を有している。なお、図５において、固定部１１側が支持部材３２の一端側であり、固定部１１より遠ざかる方向側が他端側に相当する。支持部材３２は、一端側で固定部１１に取り付けられている。
【００３８】
基部３１は、円柱状の形状を有し、ゴムや樹脂など弾性を有する弾性部材で形成されている。基部３１の外周面３１Ｃは、接着剤により支持部材３２の内周面３２Ｂに固定されている。基部３１の中心部には、連結部材１６を通すための貫通孔３１Ｂが形成されている。また、一端から他端に向かう方向側の基部３１の端面には把持側表面３１Ａが形成されている。
図６に示すように、線材１５は、基部３１の把持側表面３１Ａに所定の間隔で取り付けられているが、把持側表面３１Ａの中心部に線材１５が取り付けられていない空間Ｍが形成されている。
【００３９】
連結部材１６は貫通孔３１Ｂに挿通されており、連結部材１６の一端は空間Ｍの把持側表面３１Ａ側の中心に配置された円板状の抜け止め部材３３に連結されている。連結部材１６の他端は、滑車１７Ｃに固定されている。なお、抜け止め部材３３の径寸法は、貫通孔３１Ｂの径寸法より大きく形成されており、連結部材１６が固定部１１側に移動するとき、抜け止めの役割を果たしている。
【００４０】
モータ１７の回転軸１７Ｂが、正回転するとき、連結部材１６により基部３１を他端から一端に向かう方向に引っ張ることで、基部３１の把持側表面３１Ａを他端から一端に向かう方向に凹んだ状態に弾性変形させる。すなわち、モータ１７の正回転に伴い、連結部材１６は滑車１７Ｃに巻き上げられ、基部３１の把持側表面３１Ａの中心にある抜け止め部材３３が上方に移動し、把持側表面３１Ａを円錐状に凹んだ状態に弾性変形させる。
このとき、把持側表面３１Ａに立設された線材１５には、物品Ｗと接触しつつ周囲より物品Ｗを包み込むような荷重が作用するので、この荷重により線材１５は弾性変形し、頭部１５Ａが物品Ｗと接触し摩擦接続される。このように線材１５を物品Ｗに接触させた状態で、引張機構により基部１２の把持側表面３１Ａを凹ませることで、物品Ｗを凹み内に収容した状態で把持することが可能となる。
【００４１】
第１の実施形態では、両側より物品Ｗを挟み込むような把持であったのに対し、第２の実施形態では、物品Ｗの周囲より全周にわたり物品Ｗを把持することが可能となり、物品Ｗを一層確実に把持することができる。
その他の作用効果については、第１の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００４２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る物品把持装置４０を図７〜図１０に基づいて説明する。
物品把持装置４０は、ロボットアームに直接的又は間接的に取り付けられ使用するものであるが、図７ではロボットアームの先端側の固定部１１に装着して使用する場合を示している。物品把持装置４０は、固定部１１に取り付けられる支持部材４７と、支持部材４７に支持される複数のプーリ４４Ａ〜４４Ｃ、４５Ａ〜４５Ｃと、複数のプーリ４４Ａ〜４４Ｃ、４５Ａ〜４５Ｃにそれぞれ巻き掛けられる無端状の２つのベルト部材４２、４３と、ベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａに立設された複数の線材４６と、を備えている。
【００４３】
固定部４１には板状の支持部材４７が固定され、支持部材４７には複数のプーリ４５Ａ〜４５Ｃ、４５Ａ〜４５Ｃが取り付けられている。
図８に示すように、プーリ４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃの支軸は、軸受を介して支持部材４７に回転可能に片持ち支持されている。図示しないがプーリ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃについても同様に、プーリ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃの支軸は、軸受を介して支持部材４７に回転可能に片持ち支持されている。
【００４４】
図７に示すように、ベルト部材４２は、３つのプーリ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃに巻き掛けられ、所定の張力に維持されている。ベルト部材４３は、３つのプーリ４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃに巻き掛けられ、所定の張力に維持されている。ベルト部材４２、４３は、金属製又は樹脂製の平板状の材料より形成されている。ベルト部材４２、４３は、プーリ４４Ａ〜４４Ｃ、４５Ａ〜４５Ｃの支軸に垂直な断面において、一端から他端に延びる形状を有している。なお、図７において、固定部１１側が一端側であり、固定部１１より遠ざかる方向側が他端側に相当する。
【００４５】
ベルト部材４２、４３は、外周面４２Ａ、４３Ａの一部が対向して配置されている。この対向して配置されている部位におけるベルト部材４２、４３の他端側には、折り返し部４２Ｂ、４３Ｂがそれぞれ形成されている。折り返し部４２Ｂ、４３Ｂによって挟まれた位置に把持用空間Ｐが形成されている。ベルト部材４２、４３の把持用空間Ｐを形成する外周面４２Ａ、４３Ａ間の距離が一端から他端に向って広がるよう形成されている。すなわち、対向するベルト部材４２の外周面４２Ａとベルト部材４３の外周面４３Ａ間の距離が、プーリ４４Ａとプーリ４４Ｃ間の部位（又は、プーリ４５Ａとプーリ４５Ｃ間の部位）では、一定の距離となるように配置され、プーリ４４Ｃとプーリ４４Ｂ間の部位（又は、プーリ４５Ｃとプーリ４５Ｂ間の部位）では、プーリ４４Ｂ（プーリ４５Ｂ）に向って広がるように配置されている。なお、プーリ４４Ｃとプーリ４４Ｂ間の部位に折り返し部４２Ｂが形成され、プーリ４５Ｃとプーリ４５Ｂ間の部位に折り返し部４３Ｂが形成されている。折り返し部４２Ｂ、４３Ｂによって挟まれた位置に把持用空間Ｐが形成されているので、把持用空間Ｐに配置された物品Ｗを側方よ把持し易くなっている。
【００４６】
線材４６は、第１の実施形態における線材１５と同等の形状及び材料より形成されており、線材４６の先端には頭部４６Ａが設けられている。線材４６の一方の端部がベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａに固定され、頭部４６Ａが取り付けられた線材４６の他方の端部がベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａに対し外方に突出するように取り付けられている。線材４６は、ベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａ上に全周にわたり所定の間隔で複数個取り付けられている。
図７に示すように、ベルト部材４２の外周面４２Ａ、４３Ａに固定された複数の線材４６は、把持用空間Ｐより上部のプーリ４４Ａとプーリ４４Ｃ間の部位（又は、プーリ４５Ａとプーリ４５Ｃ間の部位）では、頭部４６Ａが重なるように配置されている。また、把持用空間Ｐを形成する折り返し部４２Ｂ、４３Ｂでは、複数の線材４６は、一端から他端に向って頭部４６Ａが離れるように配置されている。
【００４７】
固定部４１には、駆動機構の一部を構成するモータ４８が固定されている。図８に示すように、モータ４８の回転軸に取り付けられた駆動用プーリ４９と、プーリ４５Ａの支軸に取り付けられた駆動用プーリ５０間には駆動ベルト５１が張設されている。また、プーリ４５Ａの支軸とプーリ４４Ａの支軸には、噛合い可能な同一寸法のギヤ５２が取り付けられている。よって、モータ４８の回転は、駆動ベルト５１を介してプーリ４５Ａに伝達され、プーリ４５Ａに巻き掛けられたベルト部材４３を回転駆動させる。同時にギヤ５２の列を介してプーリ４４Ａに伝達され、プーリ４４Ａに巻き掛けられたベルト部材４２を回転駆動させる。
【００４８】
図７に示すように、モータ４８を正回転させることにより、プーリ４５Ａは右回りに回転し、ベルト部材４３は右回りに回転駆動されると共に、プーリ４４Ａは左回りに回転し、ベルト部材４２は左回りに回転駆動される。このとき、物品Ｗの把持が行われる。
モータ４８を逆回転させることにより、プーリ４５Ａは左回りに回転し、ベルト部材４３は左回りに回転駆動されると共に、プーリ４４Ａは右回りに回転し、ベルト部材４２は右回りに回転駆動される。このとき、物品Ｗの把持状態の解除が行われる。
【００４９】
以上の構成を有する物品把持装置４０について、作用説明を行う。
図９（ａ）に示すように、把持対称物である物品Ｗが載置台１９に置かれているとする。先ず、ロボットアームの操作により、物品把持装置４０を物品Ｗの上方に移動させ、線材４６の頭部４６Ａと物品Ｗとが対向するように物品把持装置４０を配置する。
【００５０】
次に、図９（ｂ）に示すように、物品把持装置４０を載置台１９に向って下降させながら、モータ４８を正回転させる。モータ４８の正回転に伴い、図９（ｂ）に矢印で示すようにベルト部材４３は右回りに回転駆動されると共に、ベルト部材４２は左回りに回転駆動される。このとき、線材４６はベルト部材４２、４３の走行方向へ移動されるが、把持用空間Ｐに配置された物品Ｗには、線材４６が接触し線材４６の弾性変形により下方より物品Ｗを持ち上げる方向の力が作用する。
【００５１】
すなわち、図１０に示すように、ベルト部材４２を物品Ｗ側に押圧しつつ、プーリ４４Ｂが左回りに回転されることにより、ベルト部材４２は左回りに回転駆動される。ベルト部材４２が回転駆動することにより、ベルト部材４２の外周面４２Ａに設けられた線材４６は、載置台１９の上面と接触し撓みつつ物品Ｗの方へ移動する。線材４６には、載置台１９の上面より離れるときに復元力Ｆが作用し、この復元力Ｆにより物品Ｗを持ち上げる方向の力が作用する。
【００５２】
図示しないが、同様に、ベルト部材４３を物品Ｗ側に押圧しつつ、プーリ４５Ｂが右回りに回転されることによりベルト部材４３は右回りに回転駆動される。ベルト部材４３が回転駆動することにより、ベルト部材４３の外周面４３Ａに設けられた線材４６は、載置台１９の上面と接触し撓みつつ物品Ｗの方へ移動する。線材４６には、載置台１９の上面より離れるときに復元力Ｆが作用し、この復元力Ｆにより物品Ｗを持ち上げる方向の力が作用する。このように、物品Ｗには両側より物品Ｗを持ち上げる方向の力が作用する。線材４６の弾性変形により、物品Ｗは両側より持ち上げられつつ挟み込むように把持される。よって、物品Ｗが柔軟で不定形な物品であっても、物品把持装置４０は物品Ｗを確実に把持することが可能である。
【００５３】
次に、図示しないが、物品把持装置４０は物品Ｗを把持した状態のまま所定の場所まで移動する。所定の場所に移動したら、モータ４８を逆回転させることにより、プーリ４５Ａは左回りに回転し、ベルト部材４３は左回りに回転駆動されると共に、プーリ４４Ａは右回りに回転し、ベルト部材４２は右回りに回転駆動される。このことにより、物品Ｗの把持状態の解除が行われる。モータ４８の駆動時にベルト部材４２、４３は互いに相反する方向に走行する。モータ４８の回転方向の正逆切換えにより、ベルト部材４２、４３の走行方向もそれぞれ切換えられる。
【００５４】
この第３の実施形態に係る物品把持装置４０によれば以下の効果を奏する。
（６）モータ４８を正回転させることにより、ベルト部材４３は右回りに回転駆動されると共に、ベルト部材４２は左回りに回転駆動される。ベルト部材４２、４３が逆方向に回転駆動することにより、ベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａに設けられた線材４６は、載置台１９の上面と接触し撓みつつ物品Ｗの方へ移動する。線材４６には、載置台１９の上面より離れるときに復元力Ｆが作用し、この復元力Ｆにより物品Ｗを持ち上げる方向の力が作用する。よって、物品Ｗは線材４６を介してベルト部材４２、４３により両側より持ち上げられつつ挟み込むように把持されるので、物品Ｗが柔軟で不定形な物品であっても、物品把持装置４０は物品Ｗを確実に把持することが可能である。
（７）モータ４８を逆回転させることにより、ベルト部材４３は左回りに回転駆動されると共に、ベルト部材４２は右回りに回転駆動される。ベルト部材４２、４３が逆方向に回転駆動することにより、ベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａに設けられた線材４６は弾性変形した状態から弾性変形していない初期状態に復元し、物品Ｗの把持状態の解除が行われる。
（８）２つのベルト部材４２、４３を有し、ベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａの一部が対向して配置されると共に、ベルト部材４２、４３の他端側には、折り返し部４２Ｂ、４３Ｂがそれぞれ形成されており、折り返し部４２Ｂ、４３Ｂによって挟まれた位置に把持用空間Ｐが形成されている。よって、把持用空間Ｐに物品Ｗを配置することにより、物品Ｗを挟み込むように把持することが可能である。
（９）プーリ４４Ａ、４５Ａを回転させる駆動機構を備えているので、ベルト部材４２、４３を所定の方向へ回転させて、物品Ｗを確実に把持することが可能である。
（１０）ベルト部材４２、４３は、プーリ４４Ａ〜４４Ｃ、４５Ａ〜４５Ｃの支軸に垂直な断面において、一端から他端に延びる形状を有しており、ベルト部材４２、４３の把持用空間Ｐを形成する外周面４２Ａ、４３Ａ間の距離が一端から他端に向って広がるよう形成されている。よって、把持用空間Ｐに配置された物品Ｗを一層確実に把持することが可能である。
（１１）線材４６の先端には球状の頭部４６Ａが取り付けられ、頭部４６Ａの表面にはシリコーンゴムなどの高摩擦係数を有する物質がコーティングされている。物品Ｗに接触する頭部４６Ａと物品Ｗとの間で大きな摩擦力が生じるので、物品Ｗを確実に把持することが可能である。
【００５５】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る物品把持装置６０を図１１〜図１３に基づいて説明する。
この実施形態は、第３の実施形態におけるモータ４８など駆動機構を設けない構成であり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
【００５６】
図１１に示すように、物品把持装置６０は、固定部１１に取り付けられる支持部材４７と、支持部材４７に支持される複数のプーリ４４Ａ〜４４Ｃ、４５Ａ〜４５Ｃと、複数のプーリ４４Ａ〜４４Ｃ、４５Ａ〜４５Ｃにそれぞれ巻き掛けられる無端状の２つのベルト部材４２、４３と、ベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａに立設された複数の線材４６と、を備えている。基本構成は、第３の実施形態と同等である。
【００５７】
図１２に示すように、プーリ４５Ａ〜４５Ｃの支軸は、軸受を介して支持部材４７に回転可能に片持ち支持されている。図示しないがプーリ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃについても同様に、プーリ４４Ａ〜４４Ｃの支軸は、図示しない軸受を介して支持部材４７に回転可能に片持ち支持されている。
この実施形態は、第３の実施形態における駆動機構が設けられていない。すなわち、第３の実施形態におけるモータ４８、駆動用プーリ４９、５０、駆動ベルト５１、ギヤ５２の列は共に使用されていない。
【００５８】
以上の構成を有する物品把持装置６０について、作用説明を行う。
図１３（ａ）に示すように、把持対称物である物品Ｖが載置台１９に置かれているとする。先ず、ロボットアームの操作により、物品把持装置６０を物品Ｖの上方に移動させ、線材４６の頭部４６Ａと物品Ｖとが対向するように物品把持装置６０を配置する。なお、物品Ｖは、軸材６１の軸方向に複数の羽根６２〜６４が形成された形状を有するものとする。
【００５９】
次に、図１３（ｂ）に示すように、物品把持装置６０を載置台１９に向って下降させることにより、物品Ｖの先端部がベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａに設けられた線材４６と接触し、線材４６部分を押し上げることにより、ベルト部材４２、４３はそれぞれ矢印方向へ回転する。このとき、ベルト部材４２は左回り回転し、ベルト部材４３は右回り回転する。ベルト部材４２、４３が回転すると、線材４６の弾性変形により物品Ｖの先端部にある羽根６２は、両側より挟み込むように把持される。
【００６０】
次に、図示しないが、物品Ｖを把持した状態のまま所定の場所まで物品把持装置６０を移動させる。所定の場所に移動したら、作業者が手で物品Ｖを引き抜くことにより、ベルト部材４２、４３を逆回転させて物品Ｖを取り出すことが可能である。
この実施形態の場合には、モータなどの駆動機構を必要としないので、部品点数を削減でき物品把持装置を安価に製造可能である。
【００６１】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○  第１及び第２の実施形態においては、基部の把持側表面を弾性変形させるアクチュエータとしてモータ１７を用いるとして説明したが、アクチュエータはモータ１７に代えてソレノイドを使用しても良い。図１４に示す別例１のように、連結部材１６の一端は基部１２の把持側表面１２Ａに連結され、連結部材１６の他端は固定部１１に取り付けられたソレノイド７１のプランジャー７２と連結されている。ソレノイド７１をＯＮ／ＯＦＦ駆動することにより、基部１２の把持側表面１２Ａを弾性変形させることが可能である。
○  基部を弾性変形させるアクチュエータとして、静電気力を使用しても良い。図１５に示す別例２のように、基部１２の内部側に分割した複数の電極８１を配置し、基部１２の表面側に弾性を有する電極板８２を配置し、電極８１と電極板８２との間に電源８３を介して電圧を印加する。そして、各電極８１と電源８３間に可変抵抗８４とスイッチ８５を配置し、可変抵抗８４を調整することにより、各部に作用する静電力の大きさを変化させる。このことにより、基部１２の把持側表面１２Ａを弾性変形させることが可能である。また、静電気力に代えて磁気力を使用しても良い。
○  基部を弾性変形させるアクチュエータとして、圧力を使用しても良い。図１６に示す別例３のように、把持側表面にゴム膜９４が形成され、中空な基部９１を使用し、基部９１の内部に配管９２を接続する。配管９２に設けた油圧ポンプ９３を作動させることにより、基部９１の内部を減圧させたり増圧させたりして基部９１を弾性変形させることが可能である。
○  第３及び第４の実施形態においては、２つのベルト部材４２、４３を対向配置させることにより、物品把持装置を構成するとして説明したが、円弧状に湾曲配置された複数のプーリを軸方向に所定間隔で配置し、軸方向に配置された複数のプーリ間にベルト部材を巻き掛けて、ベルト部材を駆動機構により駆動させても良い。この場合には、ベルト部材の外周面によって囲まれた円筒状の空間が形成される。この空間に物品Ｗを配置することにより、物品Ｗの把持を行うことが可能である。
○  第３及び第４の実施形態においては、２つのベルト部材４２、４３を使用するとして説明したが、３個以上のベルト部材を円周方向に等間隔で配置しても良い。（例えば、３個のベルト部材の場合には、隣り合うベルト部材の角度は１２０°となる。）２つのベルト部材と比較して、物品Ｗを一層確実に把持することが可能である。
○  第３及び第４の実施形態においては、２つのベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａに線材４６を全周にわたり取り付けるとして説明したが、ベルト部材４２、４３の外周面４２Ａ、４３Ａの一部に線材４６を取り付けても良い。この場合には、物品Ｗの把持に必要な箇所のみ線材４６を取り付ければよいので、製造工数を削減可能である。
○  第３の実施形態においては、線材４６が載置台１９の上面と接触し撓んで復元するときの復元力Ｆを利用して物品Ｗを把持するとして説明したが、線材４６が載置台１９の上面と接触しない場合においても、線材４６の弾性変形により物品Ｗを挟み込むように把持することが可能である。
○  第１〜第４の実施形態においては、線材を可撓性を有する材料により形成されるとして説明したが、線材を支持する基部又はベルト部材が弾性を有していてもよく、また、線材と線材を支持する基部又はベルト部材の両方とも弾性を有していても良い。
○  第１〜第４の実施形態においては、線材として針金の先端部に頭部を有するとして説明したが、図１７（ａ）、（ｂ）に示す別例４、別例５の形状のものであっても良い。図１７（ａ）に示す別例４では、線材１０１として先端が尖った槍形状のものを使用している。また、図１７（ｂ）に示す別例５では、線材１０１の表面に微小突起１０２を備えたものである。線材１０１の材料としては、可撓性を有する金属部材を使用し、微小突起１０２としては樹脂部材を使用している。
【符号の説明】
【００６２】
１０、３０、４０、６０  物品把持装置
１２、３１  基部
１２Ａ、３１Ａ  把持側表面
１２Ｃ、１２Ｄ  側面
１３、１４、３２、４７  支持部材
１５、４６  線材
１５Ａ、４６Ａ  頭部
１６  連結部材
１７、４８  モータ
４２、４３  ベルト部材
４４Ａ〜４４Ｃ、４５Ａ〜４５Ｃ  プーリ
Ｗ、Ｖ  物品
Ｓ、Ｍ  空間
Ｐ  把持用空間
【図１】
2013240840.tif 000003
【図２】
2013240840.tif 000004
【図３】
2013240840.tif 000005
【図４】
2013240840.tif 000006
【図５】
2013240840.tif 000007
【図６】
2013240840.tif 000008
【図７】
2013240840.tif 000009
【図８】
2013240840.tif 000010
【図９】
2013240840.tif 000011
【図１０】
2013240840.tif 000012
【図１１】
2013240840.tif 000013
【図１２】
2013240840.tif 000014
【図１３】
2013240840.tif 000015
【図１４】
2013240840.tif 000016
【図１５】
2013240840.tif 000017
【図１６】
2013240840.tif 000018
【図１７】
2013240840.tif 000019